GaN和相关材料会议概况介绍

作为对GaN器件快速发展和商业化兴趣日益增浓的响应，1997年秋季在波士顿举行的材料研究协会GaN会议和相关材料专题讨论会的特点是首次讨论了氧化缘（GaN）二极管激光器的工业应用。日本东京日亚化学工业公司的S．Nakamura将开办一个讲习班，评述他的研究组在开创GaN激光器方面的发展，其中包括寿命超过100h的首支室温运转连续GaN激光器。继Nakamura之后三个发言人都来自非GaN界，他们将讨论GaN激光器在他们领域的市场机遇。他们也向参加讲习班的材料科学家和器件工程师阐述了这种激光器所需满足的规范。IBM公司的R．Melcher将讲述…     

GaN基蓝紫光激光器的材料生长和器件研制

报道了国内首次研制成功的GaN基蓝紫光激光器的材料外延生长、器件工艺和特性.用MOCVD生长了高质量的GaN及其量子阱异质结材料,以及异质结分别限制量子阱激光器结构材料.GaN材料的X射线双晶衍射摇摆曲线(0002)对称衍射和(10(-1)2)斜对称衍射半宽分别为180″和185″;3μm厚GaN薄膜室温电子迁移率达到850cm2/(V·s).基于以上材料,分别成功研制了室温脉冲激射增益波导和脊型波导激光器,阈值电流密度分别为50和5kA/cm2,激光发射波长为405.9nm,脊型波导结构激光器输出光功率大于100mW.     

GaN基和GaAs基半导体激光器的电学特性研究

介绍了一种能够全面表征半导体二极管器件的电学特性的方法,此方法结合半导体二极管的正向交流特性和直流特性,称之为正向交流小信号法。利用该方法深入地研究和对比分析了GaN基和GaAs基半导体激光器的电学特性,包括表观电容、串联电阻和理想因子。实验结果表明,对于GaN基和GaAs基半导体激光器,其开始发光的过程同步于其电容由正转变为负的过程。进一步实验结果表明,GaN基半导体激光器比GaAs基半导体激光器具有更大的串联电阻和更大的理想因子。这是由于GaN基激光器的器件工艺不够完善以及外延生长的GaN材料具有很大的位错密度。该研究为提高和改善GaN基激光器的性能提供了必要的依据以及理论指导。     

GaN基紫外探测器

随着GaN基紫外材料的日益成熟，GaN基紫外探测器发展迅速，被认为是和发光二极管、激光器同样重要的器件。本文讨论了紫外探测的意义，介绍了国内外近期研制的各种器件结构的GaN基紫外探测器和紫外焦平面。     

GaN系材料的蓝紫色半导体激光器

日亚化学工业公司成功地使用GaN系材料制作的蓝紫色半导体激光器，进行了室温脉冲振荡。该器件使用InGaN多重量子阱结构为其激活层。该半导体激光器的脉冲宽为1μs，占空比0．001条件下接通电流时，开始产生电流密度为4kA／cm2的振荡。最大脉冲功率为几＋mW，发光光谱的半值宽为1nm～3nm。目前传统开发中的蓝色半导体激光器采用ZnSe系材料。这次开发采用GaN系材料是对短波长半导体激光器在选材上的有力补充。该公司已开发的GaN系蓝色发光管亮度为2．5cd，绿色发光管亮度为12cd。GaN系材料的蓝紫色半导体激光器@孙再吉…     

展望氮化镓器件的光辉未来

由于日本日亚化学公司S．Nakamura1997年演示的连续波二极管激光器的外推寿命达到了10000h，氨化镓（GaN）研究人员将会记住这一年。同年的材料研究协会（MRS）秋季会议（1997年12月1～5日在波士顿举行）也因此及时地给Nakamura的GaN发光二极管商业化成就授予了材料研究协会奖，并且很快把二极管激光器包括到“GaN二极管激光器的工业应用”辅导会议中。该辅导包括三个专家讲演的特邀论题，即印刷、光记录和显示业，由此地激起了GaN激光器对这些领域未来影响的设想。加州施乐帕罗·阿尔多研究中心的R．Bringans评述了印刷业和它转移到…     

宽禁带GaN基半导体激光器进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体是20世纪末研究最活跃的半导体材料系,其高亮度发光二极管和激光器一出现即以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体激光器的市场需求、蓝宝石基片上生长的氮化镓基激光器的研制和发展概况以及近期研究热点作了扼要介绍。     

GaN基半导体材料研究进展

简单回顾半导体短波长激光器的发展过程，总结了GaN基激光二极管的发展以及GaN薄膜的几点技术进展。     

北大成功研制出氮化镓基激光二极管

北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心研制的氮化镓基激光二极管实现了电注入激射，激光波长405nm，峰宽0．12nm。这是继2004年7月该中心率先在国内获得光泵浦GaN基激光器受激发射之后所取得的又一突破。GaN基激光器是波长最短的半导体激光器．波长为405nm范围的蓝一紫光GaN基激光器是发展下一代大容量高密度光存储信息技术的关键性器件。在国防建设、生物、环境、照明、显示、打印和医疗等领域，也具有广阔的应用前景和巨大的市场需求。研制GaN基激光器是国家高科技攻关的重要项目之一。     

GaN基光电子材料及器件的研究

GaN材料是性能优越的化合物半导体,与其相关的合金材料可以制作出高亮度蓝光、绿光发光二极管、紫外探测器、半导体蓝色激光器(LD)等具有重要应用价值的光电子器件,因而备受重视,本文综述了GaN基光电子器件研究开发现状及其应用前景。     

GaN基绿光激光器

近期许多研究机构都致力于开发GaN基绿光激光器来满足激光显示技术对其的需求。过去的几年中,进步与挑战并存。在本文中,首先我们分析了开发GaN基绿光激光器所面临的困难,其次综述了提高绿光激光器的晶体质量、电学特性以及外延结构等的方法,并着重介绍了我们的工作。     

高亮度GaN基蓝色LED的研究进展

超高亮度GaN基蓝色LED的发展将会引起照明技术的一场革命，它是目前全球半导体领域研究和投资的特点。本文综合分析了GaN材料的特性及相应的材料生长和欧姆接触、刻蚀工艺等关键技术，并对GaN基蓝色LED器件的进一步改进及应用前景作了展望。     

氮化镓功率半导体器件技术

作为第三代半导体材料的典型代表,宽禁带半导体氮化镓(GaN)具有许多硅材料所不具备的优异性能,是高频、高压、高温和大功率应用的优良半导体材料,在民用和军事领域具有广阔的应用前景。随着GaN技术的进步,特别是大直径硅(Si)基GaN外延技术的逐步成熟并商用化,GaN功率半导体技术有望成为高性能低成本功率技术解决方案,从而受到国际著名半导体厂商和研究单位的关注。总结了GaN功率半导体器件的最新研究,并对GaN功率器件发展所涉及的器件击穿机理与耐压优化、器件物理与模型、电流崩塌效应、工艺技术以及材料发展等问题进行了分析与概述。     

Progress in Group Ⅲ nitride semiconductor electronic devices

Recently there has been a rapid domestic development in groupⅢnitride semiconductor electronic materials and devices.This paper reviews the important progress in GaN-based wide bandgap microelectronic materials and devices in the Key Program of the National Natural Science Foundation of China,which focuses on the research of the fundamental physical mechanisms of group III nitride semiconductor electronic materials and devices with the aim to enhance the crystal quality and electric performance of GaN-based electronic materials, develop new GaN heterostructures,and eventually achieve high performance GaN microwave power devices.Some remarkable progresses achieved in the program will be introduced,including those in GaN high electron mobility transistors(HEMTs) and metal-oxide-semiconductor high electron mobility transistors(MOSHEMTs) with novel high-k gate insulators,and material growth,defect analysis and material properties of InAlN/GaN heterostructures and HEMT fabrication,and quantum transport and spintronic properties of GaN-based heterostructures,and highelectric -field electron transport properties of GaN material and GaN Gunn devices used in terahertz sources.     

GaN基紫外光探测器研究进展

介绍了不同类型的GaN基半导体光电探测器的结构和性能,回顾了其发展历史,并且综述了GaN基紫外光电探测器的研究新进展.     

氮化物半导体电子器件的若干研究进展

近年来,氮化物半导体电子器件和材料研究有了重大的进展。在国家自然科学基金资助下,西安电子科技大学、北京大学和中科院微电子所完成了国家自然科学基金重点项目《GaN宽禁带微电子材料和器件重大基础问题研究》。致力于通过氮化物电子材料和器件的基础物理机理研究提高GaN电子材料的结晶质量和电学性能、发展新结构GaN异质结材料研究,获得高性能的GaN HEMT微波功率器件。本文主要介绍该项目在GaN微波功率HEMT和新型高k栅介质MOS-HEMT、InAlN/GaN材料的生长和物性缺陷分析以及HEMT器件研制、GaN异质结的量子输运和自旋性质研究以及GaN材料高场输运性质和耿氏器件等几个方面取得的研究进展。